(57)【要約】【課題】画像認識周期（ディスプレイ上での視点の移動の際に、画像を認識する周期）の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色の光が継続的に認識されないようにした、バックライト装置およびこれを備えた画像表示装置を提供する。【解決手段】Ｎ（Ｎ≧２とする）種類の色に発光する発光部と、フィールド毎に、上記発光部を上記各色の何れかに発光させる発光制御部と、を備えたバックライト装置であって、上記発光制御部は、フレーム内における発光色の順序を、フレーム毎にランダムとしたバックライト装置およびこれを備えた画像表示装置とする。【選択図】図１
2007114628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎ≧２とする）種類の色に発光する発光部と、
フィールド毎に、上記発光部を上記各色の何れかに発光させる発光制御部と、を備えたフィールドシーケンシャル方式の画像表示装置に用いられるバックライト装置であって、
上記発光制御部は、フレーム内における発光色の順序を、フレーム毎にランダムとすることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
上記発光制御部は、何れのフレームにおいても、上記Ｎ種類の色を各々同フィールド分ずつ発光させることを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
上記発光制御部は、一のフレームにおける最後のフィールドに係る発光色と、その次のフレームにおける最初のフィールドに係る発光色とが、異なるようにすることを特徴とする請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
各フレームに対応して乱数を発生させる乱数発生器をさらに備え、
上記発光制御部は、上記フレーム内における発光色の順序を、そのフレームに対応した上記乱数に応じて決めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
Ｎ（Ｎ≧２とする）種類の色に発光する発光部と、
フィールド毎に、上記発光部を上記各色の何れかに発光させる発光制御部と、を備えたフィールドシーケンシャル方式の画像表示装置に用いられるバックライト装置であって、
上記発光制御部は、上記フィールドの長さを、該フィールド毎にランダムとすることを特徴とするバックライト装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載のバックライト装置を用いたことを特徴とする、フィールドシーケンシャル方式による画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャル方式の画像表示装置に用いるバックライト装置、およびこれを用いた画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置について、フィールドシーケンシャル方式（以下、適宜「ＦＳ方式」と称する）を採用した装置の開発が進められている。ＦＳ方式では、表示パネルのバックライトとして例えばＲＧＢ（赤・緑・青）の各色のＬＥＤ［Light Emitting Diode：発光ダイオード］を光源としたバックライトユニットが設けており、各ＬＥＤを時分割して交互に点灯させることで画像表示を行うこととしている。本方式では色彩フィルタを必要としないことから、製造コストの削減や、十分な輝度を確保できる等の利点がある。なお本願では、上記のように時分割された各区間を「フィールド」と称する。
【０００３】
しかし一方、ＦＳ方式の画像表示装置では上述したような特殊性を有するため、発光色に関して新たな問題も発生している。例えば特許文献１には、映像が動くとその映像パターンのエッジ部分に色づきが発生するという問題が挙げられており、これに対する解決手段が紹介されている。
【０００４】
また各ＬＥＤの発光色の順序に着目すると、従来のＦＳ方式による画像表示装置では、例えば「・・・／ＲＧＢ／ＲＧＢ／ＲＧＢ／Ｒ・・・」というように、各フレームにおける発光色の順序が一定となるように発光する。
【特許文献１】特開２００５−２３３９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここでディスプレイの画像を見る場合における、ユーザの視点の動きについて検討する。一例として図５のように、ディスプレイ上のＡ点に視点を置いている状態から、Ｂ点に視点を移そうとする場合を考える。このように視点を移動させる間、視点はほぼ線分ＡＢ上を、例えばＰ１、Ｐ２・・・というように移動して、画像情報を認識する。またこのような画像情報の認識の頻度は、ユーザ毎に固有の視覚的能力に基づくものであるから、その能力に対応したある一定の周期をもつことが多い。
【０００６】
次に上述のように画像情報の認識が一定の周期（以下、この周期を「画像認識周期」と称する）でなされる場合について、視点の移動状況とバックライトの発光色との関係を図６に示す。ここで一例として、ユーザＡにおける画像認識周期は４フィールド分であるとし、同様に、ユーザＢでは３フィールド分、ユーザＣでは６フィールド分であるとする。
【０００７】
まずユーザＡについて見ると、Ｐ１の位置に視点がある瞬間では、バックライトの発光色はＧ（緑）であり、続いてＰ２ではＢ（青）、Ｐ３ではＲ（赤）、Ｐ４ではＧ（緑）となる。このようにユーザＡは短時間に逐次複数の色を認識することとなるため、特に違和感を生じることは無い。
【０００８】
しかしユーザＢについて見ると、Ｐ１の位置に視点がある瞬間では、バックライトの発光色はＲ（赤）であり、続いてＰ２、Ｐ３、・・・でもＲ（赤）となる。そのためユーザＢは、視点の移動中において、殆どＲ（赤）の色を認識することになる。このように同色の光を継続的に認識すると、人間の目にはその色だけが強調されて認識されるため、視覚的に違和感を生じるという問題がある。また場合によっては、発光色ごとに分かれた縞状模様の錯覚が生じる。
【０００９】
なお図６から明らかな通り、ユーザＣにおいても上述した問題が生じる。すなわちＦＳ方式の画像表示装置において、従来技術のようにフレーム毎の発光色の順序が一定となるものでは、画像認識周期がフレーム周期の整数倍となる場合に、上述した問題が生じることになる。
【００１０】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色の光のみが継続的に認識されることのないようにした、バックライト装置およびこれを備えた画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るバックライト装置は、Ｎ（Ｎ≧２とする）種類の色に発光する発光部と、フィールド毎に、上記発光部を上記各色の何れかに発光させる発光制御部と、を備えたフィールドシーケンシャル方式の画像表示装置に用いられるバックライト装置であって、上記発光制御部は、フレーム内における発光色の順序を、フレーム毎にランダムとする構成（第１の構成）とする。
【００１２】
本構成によれば、フレーム毎の発光色の順序がランダムとなる。そのため本構成のバックライト装置をＦＳ方式の画像表示装置に適用すれば、画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色のみが継続的に認識されることが少なくなる。その結果、その色だけが強調されて認識され視覚的に違和感を覚えること等の問題を生じにくくすることが可能となる。なお「フレーム」とは、一画像を表示させるために割り当てられる期間のことであり、複数のフィールドからなる。
【００１３】
また上記第１の構成において、上記発光制御部は、何れのフレームにおいても、上記Ｎ種類の色を各々同フィールド分ずつ発光させる構成（第２の構成）としても良い。本構成とすれば、発光部は、何れのフレームにおいてもＮ種類の各色に同じ割合で発光する。そのため、特定の色だけが高い頻度で発光するようなことがなく、適切な画像表示が妨げられることもない。
【００１４】
また上記第２の構成において、上記発光制御部は、一のフレームにおける最後のフィールドに係る発光色と、その次のフレームにおける最初のフィールドに係る発光色とが、異なるようにする構成（第３の構成）としても良い。
【００１５】
本構成とすれば、例えば「・・・／ＲＧＢ／ＢＧＲ／・・・」における「Ｂ／Ｂ」のように、同色が２フィールド分連続して発光することがない。そのため、同色が２フィールド分連続して発光する場合があるものに比べて、より自然な画像表示が可能となる。
【００１６】
また上記第１または第２の構成において、各フレームに対応して乱数を発生させる乱数発生器をさらに備え、上記発光制御部は、上記フレーム内における発光色の順序を、そのフレームに対応した上記乱数に応じて決める構成（第４の構成）としても良い。
【００１７】
本構成とすれば、フレーム毎の発光色の順序は、所定の乱数発生器が発生する乱数に応じて決められる。そのため例えば汎用の乱数発生器を用いることにより、発光色の順序をフレーム毎にランダムとすることが容易に実現できる。
【００１８】
また本発明に係るバックライト装置は、Ｎ（Ｎ≧２とする）種類の色に発光する発光部と、フィールド毎に、上記発光部を上記各色の何れかに発光させる発光制御部と、を備えたフィールドシーケンシャル方式の画像表示装置に用いられるバックライト装置であって、上記発光制御部は、上記フィールドの長さを、該フィールド毎にランダムとする構成（第５の構成）とする。
【００１９】
本構成によれば、フィールドの長さがフィールド毎にランダムとなり、各色の発光時間の幅がランダムとなる。これにより、本構成のバックライト装置をＦＳ方式の画像表示装置に適用すれば、同色が発光される間隔の周期性を崩すことができる。そのため、画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色のみが継続的に認識されることが少なくなる。その結果、その色だけが強調されて認識され視覚的に違和感を覚えること等の問題を生じにくくすることが可能となる。なお本構成では、仮に発光色の順序が一定であったとしても、同色が発光される間隔の周期性を崩すことが可能である。
【００２０】
また上記第１から第５の何れかの構成に係るバックライト装置を用いた、フィールドシーケンシャル方式による画像表示装置であれば、視覚的に違和感を覚えること等の問題を生じにくくしたＦＳ方式の画像表示装置が実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
上記したように、本発明に係るバックライト装置であれば、フレーム毎の発光色の順序がランダムとなる。そのため本構成のバックライト装置をＦＳ方式の画像表示装置に適用すれば、画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色のみが継続的に認識されることが少なくなる。その結果、その色だけが強調されて認識され視覚的に違和感を覚えること等の問題を生じにくくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の一実施例として、ＦＳ方式による液晶表示装置を挙げて以下に説明する。図１に、本実施例に係る液晶表示装置の全体的な構成図を示す。図に示すように、本液晶表示装置はバックライト装置１、液晶ドライバ４、液晶パネル５等から構成されている。
【００２３】
バックライト装置１の構成について詳細に説明する。バックライト装置１は、制御部１０、乱数発生部２０、ＬＥＤドライバ３０等から成り、発光部３をＲＧＢの何れかに発光させる発光制御部２と、ＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂ、導光板５０等から成り、ＲＧＢの何れかに発光する発光部３に大別される。
【００２４】
制御部１０は、各装置に係る制御プログラムや発光色の順序に係る情報等を記憶させたＲＯＭ、レジスタ、演算装置等を有しており、液晶表示装置における全体的な処理動作を制御する。またＬＥＤドライバ３０および液晶ドライバ４には、発光パターン信号を出力する。なお発光パターン信号は、後述する通り、発光パターン（発光色の順序等）の情報を伝達する役割を果たす。
【００２５】
乱数発生部２０は、汎用の乱数発生器などであり、各フレームに対応する乱数を発生させる。本実施例では乱数として、０から５までの６通りの整数のうちの何れかを、ほぼ同じ確率で発生させるものとする。なお後にも述べるように、この乱数は、フレーム毎の発光色の順序における周期性を崩し、同色が継続的に認識されることを防ぐ目的で利用される。従って、乱数発生部２０が発生させる乱数は、必ずしも完全にランダムである必要はなく、上記目的を達成しうる範囲である程度の周期性を有していても差し支えないので、任意の乱数発生器を用いることができる。
【００２６】
ＬＥＤドライバ３０は、制御部１０から発光パターン信号を受け入れ、この信号に対応してＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂに電力を供給する。ＬＥＤドライバ３０は図２に示すように、ＰＷＭ信号発生部３１、ＡＮＤゲート３２Ｒ〜３２Ｂ、スイッチ３３Ｒ〜３３Ｂ、定電流源３４Ｒ〜３４Ｂ等から成る。なお各番号の右に付したＲ、Ｇ、Ｂは、色の別（赤、緑、青）を表す。またＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂの個数については、各色につき１個としても良く、各色につき複数個から構成されていても良い。
【００２７】
ＰＷＭ信号発生部３１は、ＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂへ供給する電流量をＰＷＭ［Pulse Width Modulation：パルス幅変調］方式により制御するため、ＰＷＭ信号を生成する。すなわちＰＷＭ信号におけるハイレベルパルスの幅を制御することにより、後述するスイッチ３３Ｒ〜３３Ｂの開閉を通じて電流のデューティ比が調整される。
【００２８】
ＡＮＤゲート３２Ｒ〜３２Ｂは、制御部１０からの発光パターン信号とＰＷＭ信号発生部３１からのＰＷＭ信号を受け入れ、これらの論理積をスイッチ３３Ｒ〜３３Ｂに出力する。
【００２９】
スイッチ３３Ｒ〜３３Ｂは、ＡＮＤゲート３２Ｒ〜３２Ｂからハイレベルの信号を受けたときに閉じて、逆にローレベルの信号受けた時は開く。スイッチ３３Ｒ〜３３Ｂが閉じている場合にのみ、定電流源３４Ｒ〜３４ＢによってＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂに電流が供給される。
【００３０】
以上の構成により発光制御部２は、ＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂに所定の電力を供給する。またこれを受けてＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂが発光し、その光は導光板５０によって液晶パネル５の裏面へ導かれることとなる。
【００３１】
また液晶ドライバ４は、上述した発光パターン信号や画像信号を受け入れて、液晶パネルを駆動させる。また液晶パネル５は、液晶層を介して互いに対向して設けられた２枚の基板、各画素に対応して基板上に設けられた電極、スイッチング素子として機能するＴＦＴ［Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ］等から構成されている。これにより画素電極間の電圧を通じて液晶の旋光性を制御することで、バックライトからの光の透過度合を調節し、所望の画像を表示させることができる。
【００３２】
次に発光制御部２における処理の流れについて、図３を参照しながら説明する。まず発光色の順序に関しては、各々のフレームにおいて、次フレームに対応する順序が決められる。具体的には、乱数発生部２０が、次フレームに対応する乱数を発生させる。そして制御部１０はこの乱数情報を読み出し、当該乱数に対応した発光色の順序に係る情報を、次フレームの制御情報としてレジスタに書込む。なお発光色の順序に係る情報は、制御部内のＲＯＭに、乱数の種類と対応付けられて記憶されている。
【００３３】
次に発光処理に関しては、前フレームで決められた（レジスタに書込まれた）発光色の順序に係る情報に従って、制御部１０がＬＥＤドライバ３０に発光パターン信号を出力する。ＬＥＤドライバ３０はこれを受け、フィールド毎にＬＥＤ４０Ｒ〜４０Ｂの何れかに電力を供給し、発光部を所定の色に発光させる。
【００３４】
ここで一例として、発光色の順序に係る情報が図４のように設定されており、第ｎ番目のフレームに対応する乱数として、「３」が発生した場合について説明する。この場合、制御部１０は、乱数「３」に対応する発光色の順序である「ＧＢＲ」（Ｇ、Ｂ、Ｒの順に発光させる意）という情報をレジスタに書込む。
【００３５】
次いで第ｎ番目のフレームが到来すると、制御部１０はレジスタ内の情報に基づき、そのフレーム中の第１番目のフィールドにおいて、ＡＮＤゲート３２Ｇにはハイレベル信号を、他のＡＮＤゲートにはローレベル信号を出力する。その結果、スイッチ３３Ｇのみが、ＰＷＭ信号に対応して開閉することとなり、緑色のＬＥＤ４０Ｇのみが発光する。また引き続き同様にして、第２番目のフィールドでは赤色のＬＥＤ４０Ｒのみを発光させ、第３番目のフィールドでは青色のＬＥＤ４０Ｂのみを発光させる。
【００３６】
また制御部１０は、液晶ドライバ４に、画像表示信号を出力する。画像表示信号は、発光パターン信号に連動しており、ある色の発光パターン信号が出力されている期間において、その色を表示させるべき画素を指定する信号である。この画像表示信号を受けて、液晶ドライバ４は、所定の画像を表示させるように液晶パネル５を駆動させる。
【００３７】
以上の構成により本液晶表示装置は、フレーム内での発光色の順序が、フレーム毎にランダムとなる。そのため画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色が継続的に認識されることが少なくなる。その結果、その色だけが強調されて認識され、視覚的に違和感を覚えること等の問題を生じにくくなる。
【００３８】
また、フレーム毎の発光色の順序をランダムとしつつも、各フレーム内では、ＲＧＢ何れの色についても、各々同フィールド分（本実施例では、１フィールド分）ずつ発光することとしている。すなわち発光部は何れのフレームにおいてもＲＧＢの各色に同じ割合で発光する。そのため、特定の色だけが高い頻度で発光するようなことがなく、適切な画像表示が妨げられることもない。
【００３９】
また各色の割合をランダムに変化させるとともに、所定期間内の各色の割合が略一定になるようにしても良い。例えばフィールドの長さを、フィールド毎にランダムとすることによっても、同色に発光される間隔の周期性が崩れるため、画像認識周期の如何に関わらず、ディスプレイ上での視点の移動中に同色が継続的に認識されることが少なくなる。なおフィールドの長さをランダムとすることは、上述した発光色の順序をランダムとする場合に準じ、そのフィールドが到来する前に乱数発生器を用いること等によって達成される。
【００４０】
なお例えば図３によれば、第ｎ−１フレームの第３フィールドと、第ｎフレームの第１フィールドは何れも発光色はＧ（緑）となっており、同色が２フィールド分連続して発光している。このような同色の連続発光を回避するために、一のフレームにおける最後のフィールドに係る発光色と、その次のフレームにおける最初のフィールドに係る発光色とが、異なるように制御しても良い。
【００４１】
具体的には、例えば第ｎフレームにおける発光色の順序が「ＧＢＲ」であった場合、第ｎ＋１フレームでの当該順序が「ＲＧＢ」または「ＲＢＧ」とならないようにすれば良い。そのため図４のように情報が設定されているような場合は、乱数が０または１とならないように、２〜５の中から乱数を選択させることで、かかる制御が達成される。このようにすることで、同色が連続発光する場合があるものに比べ、より自然な画像表示が可能となる。
【００４２】
以上の通り本発明の一実施形態について説明したが、本発明の構成はこれに限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、フィールドシーケンシャル方式による画像表示装置に関して有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係る、液晶表示装置の全体的な構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る、ＬＥＤドライバの構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る、発光制御部の処理内容についての説明図である。
【図４】本発明の実施例に係る、発光色の順序に係る情報についての説明図である。
【図５】ディスプレイ上における視点の移動についての説明図である。
【図６】画像認識周期と発光色との関係についての説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    バックライト装置
２    発光制御部
３    発光部
４    液晶ドライバ
５    液晶パネル
１０    制御部
２０    乱数発生部（乱数発生器）
３０    ＬＥＤドライバ
３１    ＰＷＭ信号発生部
３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ    ＡＮＤゲート
３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ    スイッチ
３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂ    定電流源
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ    ＬＥＤ
５０    導光板
【図１】
2007114628.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007114628.tif 000006
【図５】
2007114628.tif 000007
【図６】
2007114628.tif 000008